氢能专利库

本发明公开了一种用于水解制氢的铝镓石墨复合材料及其制备方法，所述铝镓石墨复合材料（Al‑Ga‑C），由铝粉、镓和石墨经高能球磨工艺制备而成，其中铝与镓的原子比为1:3至3:1，石墨的质量分数为5‑20%，该复合材料在室温中性水环境中无需外部加热或机械搅拌即可发生水解反应，快速稳定地产生氢气。本发明通过高能球磨工艺，实现了镓对铝粉表面氧化层的有效破除以及与石墨的协同复合，石墨在球磨过程中部分剥离产生缺陷并形成包覆层，显著提高了材料的比表面积和反应活性，同时抑制铝的再氧化。该方法工艺简单、成本低廉、易于规模化生产，为现场按需制氢提供了一种高效、安全的材料解决方案。

本发明涉及光伏制氢转换器技术领域，具体涉及一种宽电压光伏制氢装置及控制方法，装置包括两个电感Li、Lb，二极管D1、D2，两个电容CL、CH，三端口转换器，N个SM模块，DC‑DC转换器，一个制氢器以及光伏发电单位PV，三端口转换器其中一个端口连接光伏发电单元，一个连接端口高压输出电容到大地，最后一个端口连接制氢器。本发明中大部分功率通过三端口转换器直接路径连接到制氢器，小部分功率将通过DC‑DC转换器进行对部分电流处理来管理光伏发电单位与制氢器之间的功率流，然后输出给制氢器，减少了功率转换级数的同时还可以连续给制氢器供电，实现了DC‑DC转换器的额定值的降低，从而提高了效率；并且该拓扑结构简单，大大减小了尺寸和成本。

本发明公开了一种R‑Co2B‑MoB2硼氢化钠水解制氢催化剂及其制备方法，属于储/制氢材料水解制氢技术领域，本发明以钴源和钼源为起始原料通过化学共沉淀、浸渍后获得CMO‑Co2+前驱体，再利用硼氢化钠还原法合成具有棒状结构和丰富Co空位的R‑Co2B‑MoB2纳米复合材料。该催化剂在碱性硼氢化钠水溶液中表现出优异的催化活性，其析氢速率可高达7364.3mLmin‑1g‑1。

本发明公开了多孔粗糙纳米线CoN/HfO2异质复合材料的制备方法及在全水分解制氢中的应用，属于电催化析氧反应技术领域。本发明利用不同材料之间的功函数差异，采用水热法和气相氮化法在柔性基底上构建所述多孔粗糙纳米线CoN/HfO2异质复合材料，CoN/HfO2异质复合材料在碱性的条件下具有优异的电催化析氧性能和良好的全水分解性能，并表现出优异的导电性和良好的稳定性，可作为电催化析氧反应的优良催化剂，具有一定的实际应用潜力。

本发明属于析氢能源领域，具体为一种基于Fe2B‑Co2B复合材料硼氢化钠水解制氢催化剂制备方法，本发明采用固相反应的方法，采用氯化钠固体作为模板，将六水合氯化钴、六水合氯化铁和尿素混合后充分研磨均匀，然后通过和强还原剂硼氢化钠反应制备得到优异催化性能的硼氢化钠水解析氢复合材料催化剂。本发明使用储量丰富且较为便宜的非贵金属钴和铁制备的Co2B‒Fe2B复合材料，不仅具有较高的硼氢化钠水解析氢性能和优异的稳定性，且该固相反应的方法为制备高效而稳定的硼氢化钠水解析氢非贵金属催化剂提供一种有效的合成思路。

本发明公开一种船用燃料电池顶推船‑驳船混合动力系统及其控制方法，系统分为顶推船部分和驳船部分，顶推船上的直流母线通过快速插头与驳船上的直流母线连接。顶推船的燃料电池系统产生的电能经过第一DC/DC变换器后接入直流母线；顶推船上的直流母线分别与第一锂电池、第一逆变器和第二逆变器连接；第一逆变器与第一生活负载连接；第二逆变器与电机和推进器连接。驳船上的直流母线分别与第二DC/DC和第三逆变器连接，第三逆变器与第二生活负载连接。本发明系统实现了燃料电池系统与驳船中乘客、货物的分离，能够提升安全性，同时应用多种模式的相互切换，既能实现节能减排，又能提升在紧急情况下的应急能力。

本发明公开一种改进的船用燃料电池顶推船‑驳船混合动力系统及其控制方法，顶推船系统包括超级电容、第一DC/DC、燃料电池系统、第二DC/DC、第一逆变器、电机、推进器、第二逆变器、第一生活负载和整船能量管理与控制系统；驳船系统包括锂电池、第三逆变器、第二生活负载。系统采用燃料电池、超级电容和锂电池方案，可以满足单独驳船工作时的能量需求；单独顶推船工作时，超级电容和燃料电池系统配合工作，能够更好地满足推进系统变化的功率需求；顶推船和驳船连接在一起工作时，燃料电池、超级电容和锂电池互相配合，能够更好地满足功率和能量需求，能够减少锂电池的使用，降低对燃料电池系统的性能要求，大幅度降低了整个系统的成本。

本发明公开了一种碳加氢气化的CaO‑多铁系金属复合催化剂及其制备方法。所述催化剂由载体组分、活性组分及催化助剂构成，所述催化剂原料组分为：载体组分摩尔量为基准1.0、活性组分及催化助剂按摩尔比计，Ca的摩尔系数为1.2、Fe/Co/Ni任两种的摩尔系数和为1.0。所述方法以碳源为载体‑，采用浸渍法，后经干燥、还原制得碳加氢气化的CaO‑多铁系金属复合催化剂。这种催化剂易制备、成本低，能够在苛刻条件下具有反应快、活性高、稳定性好的特点。这种方法简便、可行。

本发明属于化学析氢能源领域，具体为基于Ru/r‑CoP复合材料水解制氢催化剂的制备方法，包括制备钴基前驱体、磷化钴(CoP)前驱体和磷空穴前驱体(r‑CoP)，将所述磷空穴前驱体(r‑CoP)分散在水中，同时加入适量的水合三氯化钌，再加入硼氢化钠溶液还原，经离心、洗涤、干燥处理后得到磷空穴前驱体负载钌复合材料(Ru/r‑CoP)；本发明通过丰富磷空穴负载的钌纳米复合材料，提高钌负载在前驱体上的分散性和导电性从而提高本征催化活性，Ru/r‑CoP复合材料在碱性的硼氢化钠水溶液中展现出了高效的析氢性能，为制备高效的硼氢化钠水解析氢催化剂提供一种有效的合成途径。

本发明涉及氢能源技术领域，具体为一种基于Ru/NPC‑CoxO制氢催化剂及制备方法，本发明含有超低负载的钌含量，其核‑壳结构由ZIF‑8@ZIF‑67通过水热和碳化处理获得，包括高表面积，Co掺杂，在非钌基金属催化的基质上，钌和钴核‑壳纳米颗粒之间的协同催化使得Ru/NPC‑CoxO催化剂在碱性介质中表现出优异的NaBH4水解催化性能并具有良好的稳定性。

本发明公开了一种直接甲醇燃料电池Fe‑S‑N共掺杂石墨烯载Pt催化剂的制备方法，其特征是，包括如下步骤：1）热处理酞菁铁四磺酸钠功能化石墨烯GR来一步制备Fe‑S‑N共掺杂GR复合材料；2）然后以步骤1）制备的复合材料为载体沉积蠕虫状Pt纳米颗粒，即制得Fe‑S‑N共掺杂GR载Pt催化剂。这种方法工艺简单、操作条件温和可控，具有良好的应用前景，运用这种方法制备的Pt催化剂能增强催化纳米颗粒与Fe‑S‑N共掺杂GR载体之间的协同耦合效应、能提高催化剂对甲醇氧化和氧还原反应的电催化活性，且表现出优良的电化学稳定性和抗CO毒化的能力。

本发明公开了一种直接甲醇燃料电池用磷酸功能化碳纳米管载铂催化剂及其制备方法，所述方法包括如下步骤：1)制备氧化碳纳米管；2)制备酰氯化碳纳米管；3)制备磷酸功能化碳纳米管(P-CNTs)；4)超声分散；5)制备Pt/P-CNTs催化剂溶液。这种方法工艺简单，反应条件温和，可合成粒径小、分散均匀、活性高、稳定性能良好的直接甲醇燃料电池用改性碳纳米管载铂催化剂材料，适合工业化生产；这种方法制得的功能化碳纳米管水溶性好，制成的功能化碳纳米管载铂催化剂具有较大的比表面积、Pt颗粒分散均匀，将其应用于DMFC时，具有较高的电催化活性和抗CO毒化能力强的特性，且生产成本低。

本发明公开了一种直接甲醇燃料电池硫化钼功能化碳纳米管载Pt催化剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：1）制备PANI修饰的MWCNTs复合材料PANI-MWCNTs；2）制备硫化钼功能化MWCNTs复合材料MoS2-MWCNTs；3）得到硫化钼功能化MWCNTs载Pt催化剂Pt/MoS2-MWCNTs。这种方法工艺过程简单，可控性强，成本较低且适合放大生产，具有良好的应用前景；这种方法制备的催化剂对甲醇氧化表现出电催化活性好、稳定性高和抗CO毒化能力强的特性。

本发明公开了一种直接甲醇燃料电池硫掺杂碳纳米管载Pt催化剂及其制备方法，制备方法包括如下步骤：1）制备PEDOT功能化MWCNTs复合材料；2）制备硫掺杂MWCNTs复合材料；3）得到硫掺杂MWCNTs载Pt催化剂。这种制备方法工艺简单、操作条件温和可控，沉积的Pt纳米颗粒尺寸小、电化学活性表面积高且在硫掺杂MWCNTs上分散均匀，这种方法制备的催化剂对甲醇氧化表现出电催化活性好、稳定性高和抗CO毒化能力强的特性。

本发明提供了一种直接甲醇燃料电池金属酞菁功能化石墨烯载Pt催化剂的制备方法，并以金属酞菁分子功能化石墨烯复合材料为载体，通过超声波处理或水热反应的途径在其表面沉积Pt纳米粒子，即制得金属酞菁功能化石墨烯载Pt催化剂。该类催化剂中沉积的Pt纳米颗粒具有尺寸小、分散性好以及电化学活性表面积高等特点，极大地提高了催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性，且具有优良的抗CO中毒能力。